电动汽车普及的关键——电池技术

 

    电动汽车行业近年发展迅速。因为电动汽车运行中排放为零，如果大量普及电动汽车，将大大减少城市中的空气污染。然而电动汽车动力储存装置——锂离子电池的发展没有符合摩尔定律。自1992年商用化至今，锂离子电池技术并没有获得重大的进展。电动汽车能否被广泛使用，最大的挑战之一是续航里程问题。如果能开发出高效量密度且安全的动力电池，未来的街道将是电动汽车的天下。

 

    近年来，科学家孜孜不倦，一大批新型电池获得实验室阶段的发展，如锂空气电池、锂硫电池、铝离子电池……，但是都没有走出实验室，实现大规模商业化。现今的发展等不及这批电池的“成长”，手机界出现了替代的“快充”技术。电池续航问题的根本解决之道在于使之体积最小化、电量最大化。体积自不说，电量如何提高？这就涉及到能量密度的问题。但至今仍没有妥善的解决办法，除非找到新型电极材料。今日有公司把目光投向了有机硅材料。

 

    有机硅，即有机硅化合物，是指含有Si-C键、且至少有一个有机基是直接与硅原子相连的化合物，习惯上也常把那些通过氧、硫、氮等使有机基与硅原子相连接的化合物也当作有机硅化合物。众所周知，航天飞机要想在太空这样极端的环境中运行，对产品设计是个很大的考验。约50年前，道康宁有机硅方案就以高新的技术和卓越的质量，帮助航天飞机较好应对了这项考验。可能许多人对有机硅材料并不熟悉，但这种材料具备诸多优点。下面我们结合电动汽车面临的问题，聊聊有机硅材料的应对之策。

 

耐久性

    影响电动汽车最为关键的因素是车用电池的寿命。市场普遍认为，随着电动汽车的使用，其电池会发生退化现象，其整个电池大约将会丢失20%的电容量。而电动汽车在日常驾驶时常会遭遇下雨天和颠簸路面。湿气、震动，这些日常驾驶中最常见的因素都可能影响电池寿命。而有机硅材料具备出色的防震性能。在太空运行过程中，航天飞机会遭受剧烈的震动，有机硅材料能恰如其分地解决了这个问题。目前，有机硅材料已协助美国宇航局“旅行者2号”完成了近100亿英里的飞行。可以想象，应用了有机硅材料的电动汽车，表现将十分出色！目前，道康宁的有机硅方案提供了“电池组专属定制”的解决方法，可以使电动汽车在日常驾驶中，有针对性地应对机械震动、湿气和温度波动对电池的影响。

 

绝缘性

    近年来，电动汽车起火事件频频传出，其中大多数原因出在电池身上。电动汽车电池所面临的严峻挑战，在于短路和过流等。电池出现爆炸或者燃烧等安全事故，导火索是电池出现短路、过充电等，使电池瞬间产生大热量，随后电解液和负极反应、电解液分解、正极与电解液反应等一系列连锁反应，最终出现热失控。

而有机硅材料的绝缘性可以有效应对这个问题。在电池中应用有机硅，能很好地保护内部关键电子器件、电芯和母线，帮助避免电涌和电池起火的风险。想象一下，在装载了数千吨火箭燃料的发射台上，一个小小的短路就是一场灭顶之灾。从1969年阿波罗二号登月起，绝缘性都被视为每次太空任务的关键条件，有机硅材料成了安全的保证。如果在电动汽车上使用有机硅材料，电动汽车最大的安全问题将迎刃而解。

 

温度控制

    冬季天气严寒、温度降低，电动汽车车主会明显感觉到续航里程出现缩减。而夏季，电动汽车在“凉车”充电时充电困难，充满电需要很长的时间。车主被“里程焦虑”和“充电难题”折腾得苦不堪言。但这并非电动汽车本身的质量问题，而是与锂离子电池的特性有关。锂离子电池在0-40度的温度下可正常工作，一旦温度超出这个区间，寿命和容量就会大打折扣。换言之，保持适宜温度，电池才能达到其较好性能。定制的有机硅材料能够有效为电池组及电芯散热，改善电池工作温度。此外，可点胶的流体态有机硅可为电池组形成一个围绕电池芯的热屏蔽，当环境过冷或过热时，电池依然能保持高效运作。目前，有机硅材料已广泛应用于极端的太空环境下。至于极寒的西伯利亚或极热的撒哈拉？应该不在话下。

 

    愿科学家早日实现电池领域的突破，满足人类真正绿色出行的愿望。武汉凯迪正大电气有限公司深耕电力试验设备行业20余年，享有电力试验设备领导者的称誉。武汉凯迪正大电气是电力系统高压试验设备、蓄电池检测的研发、生产、销售、调试为一体的高新技术企业。